Ley de hooke

LEY DE HOOKE

Nicolás cruz1 40141081

RESUMEN

Lo que se realizo en la práctica de la ley de hooke fue principalmente hallar el valor numérico correspondiente a la constante de elasticidad de un resorte. Inicialmente, usando dos resortes con distintas propiedades de elasticidad, se aplicaron fuerzas de diferentes magnitudes (50,100,200,250,300,350,400,450,500,550,600 g) y se midió el alargamiento correspondiente. Las mismas fuerzas fueron aplicadas a dos resortes conectados en serie, y otros dos resortes conectados en paralelo. Una vez, organizados los resultados obtenidos en tablas de datos, se logró determinar el tipo de relación que existe entre la fuerza  y el alargamiento del resorte . Para cada tabla de datos, se trazó la gráfica correspondiente, con el fin de visualizar más detalladamente el comportamiento de las dos variables en los cuatro casos estudiados, y hallar la ecuación matemática que define la relación entre estas, para lo cual fue importante tener en cuenta la sección en la que la relación de las variables expresó una línea recta (ecuación lineal, y por lo tanto una relación lineal entre las variables) en la gráfica dibujada. Una vez obtenidas, dichas ecuaciones, la constante de elasticidad fue determinada como el inverso de la pendiente, correspondiente a la ecuación lineal obtenida. Finalmente, se verificaron los resultados obtenidos, para dar un valor numérico de alta probabilidad, a la constante de elasticidad de los resortes estudiados; sin olvidar que las unidades de esta constante están dadas en .[pic 2][pic 3][pic 4]

Palabras Clave. Constante de Elasticidad, Fuerza, Alargamiento, Resorte, Combinación en serie, Combinación en paralelo.

ABSTRACT

The aim of this report was to determinate the numeric value to the stretch constant of a spring. Fist, using two springs with different stretch properties, it were apply different forces (50,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600 g) and the measured the elongation of the spring was taken. The same forces were applied to two springs connected in series, and other two in parallel. Then, the results were organized in data tables; it was obtaining the relation between the force  and the elongation of the spring. For each data table, it was draw the graphs relevant, to see the behavior of the variables in the four studied cases, and calculated the mathematical equation, that define the relation between the force  and the elongation, for this, it was important to take into account the section of the graph in which the relation expressed a line (linear equation, and so a linear relation between the variables) on the graph.  When the equations were obtained, the stretch constant, was calculate as the reciprocal of the slope, to the linear equation. Finally, the results were check to give a numeral value with high probability, to the stretch constant of the springs, without forget that this constant units are given in   .[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

Keywords. Stretch Constant, Force, Elongation, Spring, Series Combination, Parallel Combination.

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INTRODUCCIÓN

El efecto de una  fuerza puede manifestarse en el cambio del estado de movimiento de un cuerpo o en su deformación (debida en última instancia a un cambio en su estado de movimiento).

Existen algunos cuerpos que permanecen deformados después de una interacción, estos cuerpos se denominan plásticos. Otros cuerpos, los cuerpos elásticos, recobran su estado original una vez la fuerza que los deforma deja de actuar sobre ellos. Los cuerpos elásticos, y cada una de sus propiedades, fueron estudiadas por Robert Hooke contemporáneo de Newton.  

Si consideramos un resorte recto sujeto por uno de sus extremos a un soporte y por el otro lado sometido a una fuerza externa , la cual lo puede comprimir o estirar. [pic 11]

[pic 12]

La fuerza necesaria para deformar el resorte es directamente proporcional a la magnitud de la deformación ; es más difícil estirar un resorte estirado que iniciar su alargamiento a partir de su longitud inicial  . La deformación depende además de la naturaleza del cuerpo (Material, Tamaño, etc.); hay resortes fuertes, por ejemplo. [pic 13][pic 14]

En consecuencia, la fuerza necesaria para estirar o comprimir un resorte dado es:

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Donde  es una constante característica de cada resorte. Se conoce como constante de elasticidad del resorte. La fuerza que efectúa el resorte sobre el agente externo que lo deforma es de igual magnitud y de sentido contrario a la fuerza deformante, de acuerdo con la ley de acción y reacción, es decir: [pic 16]

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Esta expresión de conoce con el nombre de LEY DE HOOKE.

Los cuerpos elásticos tales como los resortes, poseen un límite de elasticidad. Más allá del límite de elasticidad los cuerpos pierden sus propiedades elásticas y las deformaciones son permanentes. (1)

MARCO TEÓRICO

Resortes sin Combinación.

Usando un soporte universal, se colocó sobre él, un resorte. Inicialmente, se midió su alargamiento, cuando ningún tipo de fuerza, se está aplicando sobre este.

Después se midió el alargamiento, cuando se aplicaron fuerzas de diferentes magnitudes sobre el resorte,

(50,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600 g).

[pic 18]

Los resultados obtenidos, fueron organizados en una tabla de datos, para luego trazar la gráfica correspondiente.

Este mismo procedimiento se repitió por segunda vez, usando un resorte diferente; y aplicando las distintas fuerzas con magnitudes diferentes.

Combinación de resortes en serie.

Sobre el soporte universal, fueron conectados dos resortes, de manera que se estableciera una combinación en serie.

[pic 19]

Se midió el alargamiento que tienen los resortes, cuando sobre ellos, son aplicadas fuerzas de distintas magnitudes.

(50,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600 ).

Los resultados obtenidos, fueron organizados en una tabla de datos, para facilitar la construcción de la grafica correspondiente a las variables estudiadas. (2)

Combinación de resortes en paralelo.

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